近日，国产探花
刘聪慧助理教授、国产探花
高等研究院许太林副教授、国产探花
医学部张学记教授合作在化学领域权威期刊《Chemical Reviews》（影响因子64.2，中科院JCR 1区TOP）发表题为《Micro/Nanoliter Sample Separation: From Lab Bench to Marketplace》的综述论文。论文系统总结了微纳升样品分离技术的发展现状、基本原理、技术分类及应用进展，并进一步围绕技术商业化和人工智能赋能等方向进行了展望。
随着生命科学、化学分析和环境科学等领域对微量样品精准处理需求的不断增长，传统样品分离方法在样品消耗量、处理效率、系统集成度等方面面临诸多挑战。微流控技术凭借微纳尺度下的精准流体操控能力，为复杂微量样品的高效分离与纯化提供了新的解决方案。本综述首先系统梳理了微流控分离平台的构建与加工方法，并从分离机制和外场驱动力等角度，对不同类型的微纳升样品分离技术进行了系统分类和深入分析。研究团队重点总结了电场、磁场、声场、流体力学等多种外部作用力在微尺度分离过程中的作用机制，以及不同分离策略在复杂微量样品处理中的特点和适用场景。
在此基础上，论文进一步聚焦微纳升样品分离技术在生物医学、化学分析和环境检测等领域的应用，系统介绍了部分已经实现商业化的微流控分离平台，分析了相关技术从实验室研究走向产业化过程中面临的关键问题，包括器件规模化制造、系统稳定性、成本控制、标准化以及实际应用场景适配等。值得关注的是，论文还从产业化视角对微纳升样品分离技术的发展进行了讨论。研究团队指出，随着微流控分离技术不断成熟，其应用正在由单纯的实验室原理验证向便携化、集成化和商业化方向发展，为相关初创企业及终端应用企业进入微量样品分离技术市场提供了重要参考。此外，论文对人工智能技术与微纳升样品分离的交叉融合进行了展望。未来，人工智能有望进一步参与分离过程的参数优化、复杂样品识别、系统控制和数据解析，推动微流控分离平台由“物理分离”向“智能分离”发展，为新一代智能化微型分析系统提供新的技术路径。
该工作从基础原理、技术分类、应用场景到产业化发展，对微纳升样品分离领域进行了系统梳理，不仅为相关研究人员提供了较为完整的领域知识框架，也为微流控分离技术的工程转化和商业应用提供了新的思路。
原文链接：//pubs.acs.org/chreay/article/doi/10.1021/acs.chemrev.5c01119/5395408
在仿生可穿戴呼吸监测研究领域，近日课题组在《ACS Sensors》（影响因子10.9，中科院JCR 1区TOP）发表题为《Bioinspired Wettability Engineering Enables Efficient Exhaled Breath Condensate Harvesting for Wearable Respiratory Monitoring》的研究论文。该研究受纳米比亚沙漠甲虫背部亲疏水图案及植物叶脉层级输运结构启发，通过仿生润湿性工程构建高效呼气冷凝液（EBC）采集体系，并进一步与柔性电化学传感器阵列相结合，实现了呼吸冷凝液的高效采集及多指标可穿戴实时监测。国产探花
刘聪慧助理教授为论文的通讯作者，国产探花
为唯一通讯单位。
呼出气冷凝液中含有多种与人体生理状态相关的生物标志物，是一种具有潜力的无创生物样本。然而，由于呼吸过程中可获得的冷凝液量有限，传统EBC采集方式往往存在采样效率低、样本产量不足等问题，进而影响后续生物标志物分析的灵敏度和信号可靠性。针对这一问题，本研究从自然界高效集水结构中获得启发，构建了一种具有混合润湿性图案的智能可穿戴口罩。研究团队借鉴纳米比亚沙漠甲虫背部亲水—疏水结构以及植物叶脉的层级输运网络，在超疏水基底表面构建由亲水星形区域和叶脉状微通道组成的仿生润湿结构。该仿生结构能够协同促进呼气过程中水汽液滴的成核、聚并、定向输运和集中收集，从而显著提高呼吸冷凝液的采集效率。实验结果表明，该可穿戴口罩的呼吸冷凝液采集速率可达到 139.8 μL min⁻¹，为后续生物标志物分析提供了更加充足、稳定的样本来源。在此基础上，研究团队进一步将该EBC采集平台与柔性电化学传感器阵列进行集成，实现了呼吸冷凝液中多种代表性生物标志物的同步分析。该一体化可穿戴平台兼具样本采集和生物分析功能，能够在无需复杂样本预处理的情况下，对人体生理信号进行连续动态监测。
本研究不仅提出了一种高效调控界面冷凝与液滴输运的仿生结构设计策略，也为呼吸冷凝液等微量生物样本的可穿戴采集与分析提供了新的解决方案，对开发面向个性化健康管理的可穿戴呼吸分析设备具有重要意义。
原文链接：//doi.org/10.1021/acssensors.6c02449
以上研究得到了国家自然科学基金、深圳市科技计划与深圳市医学研究专项等项目的资助。
